CN217577280U - 上下料复合机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种上下料复合机器人，其包括移动底盘、控制组件、机械手以及上料台，待加工产品定位放置在上料台上，控制组件设置在移动底盘内部，移动底盘在工装台的周侧活动，工装台上设置有第一信标和定位待加工产品的第一定位件，机械手和上料台均设置在移动底盘上，机械手包括活动模组和抓取组件，抓取组件包括固定件、相机、上料夹爪及下料夹爪。本实用新型的上下料复合机器人将机械手设置在移动底盘上，并在机械手上设置相机，进行拍摄定位，使其能在多个工装台之间进行移动上下料，在机械手上设置六维力传感器，配合轴孔定位法进行主动调整柔顺装配，且通过在抓取组件上同时设置上料夹爪和下料夹爪，能进一步提高上下料的效率。

Description

上下料复合机器人

技术领域

本实用新型涉及上下料设备领域，特别涉及一种上下料复合机器人。

背景技术

目前国内大部分企业的上下料作业依靠人工来完成，生产效率低，工人劳动强度大，人身伤害事故难以避免。随着工业4.0、智能制造时代的到来，工厂的自动化程度越来越高，传统的人工上下料生产方式已经无法满足高速发展的工业需要，在生产中采用机器人代替人工进行上下料是进行高效、高速、高质量生产的一种有效方法。

但在现有技术中，工厂主要采用一台加工中心配备一台工业机器人进行上下料，这种方式的缺点是每台工业机器人只能服务一台加工中心，在整个工作过程中，工业机器人存在大量闲置时间，造成了设备利用率低下，效率低。

故需要提供一种上下料复合机器人来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种上下料复合机器人，以解决现有技术中的上下料机器人的设备利用率低下，效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种上下料复合机器人，其包括：移动底盘、控制组件、机械手以及上料台，待加工产品定位放置在所述上料台上，所述上下料复合机器人用于将所述上料台上的待加工产品上料至工装台上；

其中，所述控制组件设置在所述移动底盘内部，所述移动底盘在所述工装台的周侧活动，所述工装台上设置有第一信标和用于定位待加工产品的第一定位件，所述机械手和所述上料台均设置在所述移动底盘上，所述机械手包括活动模组以及连接在所述活动模组一端的抓取组件，所述抓取组件包括固定件、相机、上料夹爪以及下料夹爪，所述固定件包括固定板以及位于所述固定板周侧连接板，所述相机设置在所述固定板的底端，所述相机用于拍摄所述第一信标，所述上料夹爪和下料夹爪与所述连接板连接。

在本实用新型中，多个待加工产品放置在物料盘上，在所述物料盘上设置有用于定位待加工产品的第二定位件，所述物料盘上设置有第二信标。

在本实用新型中，多个待加工产品放置在物料盘上，在所述物料盘上设置有用于定位待加工产品的第二定位件，在所述上料台上设置有用于定位所述物料盘的定位槽。

其中，所述上料台上固定设置有固定定位条、滑动设置有活动定位条以及用于限制所述活动定位条滑动的锁紧件，所述活动定位条的滑动方向垂直于所述固定定位条的延伸方向，所述固定定位条和所述活动定位条之间形成所述定位槽。

进一步的，所述定位槽的两端均设置有用于所述物料盘滑入所述定位槽的开口，所述固定定位条和所述活动定位条的中间位置均设置有定位块，所述物料盘的两侧中间位置均设置有用于与所述定位块定位连接的定位孔。

进一步的，所述固定定位条和所述活动定位条的内侧均设置有用于限制所述物料盘上下活动的凸边，所述固定定位条和所述活动定位条的中间位置均设置有容纳槽，所述定位块通过弹性件滑动连接在所述容纳槽内，且所述弹性件挤压所述定位块延出至外部以与所述定位孔进行定位配合；

所述定位块对向两个所述开口的两侧均设置有锁紧面、以及连接在所述锁紧面远离所述容纳槽一端的受压斜面，所述物料盘的两端均设置有用于挤压所述受压斜面的挤压块，以所述固定定位条的延伸方向为长度方向，以所述定位块的滑动方向为宽度方向，所述受压斜面在宽度方向的投影宽度大于等于所述锁紧面的宽度，所述挤压块的凸出尺寸大于等于所述受压斜面的在所述长度方向的投影长度。

在本实用新型中，若待加工产品为回转体，则所述第一定位件和所述第二定位件为一个定位轴，若待加工产品为非回转体，则所述第一定位件和所述第二定位件为两个定位轴。

在本实用新型中，所述固定件与所述活动模组转动连接，所述固定件的一端设置有所述上料夹爪，相对的另一端设置有下料夹爪。

在本实用新型中，所述固定件与所述活动模组转动连接，所述固定件相对的两端均设置有所述上料夹爪，相对的另外两端均设置有所述下料夹爪。

在本实用新型中，所述抓取组件和所述活动模组之间连接有六维力传感器。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：本实用新型的上下料复合机器人将机械手设置在移动底盘上，并在机械手上设置相机，使其能在多个工装台之间进行移动上下料，设备利用率高，在机械手上设置六维力传感器，配合轴孔定位法进行主动调整柔顺装配，上下料稳定、精度高，且通过在抓取组件上同时设置上料夹爪和下料夹爪，能进一步提高上下料的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1为本实用新型的上下料复合机器人的优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的上下料复合机器人的物料盘与定位块挤压前的结构示意图。

图3为图2中的物料盘与定位块挤压时的结构示意图。

图4为待加工产品为回转体时的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，连接可以是可拆卸连接，或一体结构的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在现有技术中，工厂主要采用一台加工中心配备一台工业机器人进行上下料，这种方式的缺点是每台工业机器人只能服务一台加工中心，在整个工作过程中，工业机器人存在大量闲置时间，造成了设备利用率低下，效率低。

并且随着精密机械的发展，机械加工产品的精度要求越来越高，上下料的精度好坏将直接影响产品的加工精度，许多精密零件的上下料系统要求控制在微米级别的误差范围，传统辅助上下料的工业机器人无法满足这一精度要求。

如下为本实用新型提供的一种能解决以上技术问题的上下料复合机器人的优选实施例。

请参照图1，其中图1为本实用新型的上下料复合机器人的优选实施例的结构示意图。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

本实用新型提供一种上下料复合机器人，其包括移动底盘11、控制组件12、机械手13以及上料台14，待加工产品17定位放置在上料台14上，上下料复合机器人用于将上料台14上的待加工产品17上料至工装台18上，工装台18 上可以设置多个工位。

其中，控制组件12设置在移动底盘11内部，用于控制移动底盘11的移动以及机械手13的上下料操作。移动盘11上可设置超声传感器、视觉传感器、红外传感器、激光传感器等传感器获取周围环境信息，实现避障与导航，移动盘11的自动移动为现有技术此处不进行赘述。移动底盘11在工装台18的周侧活动，工装台18上设置有第一信标181和用于定位待加工产品17的第一定位件182。

机械手13和上料台14均设置在移动底盘11上，且本实施例中机械手13 设置在上料台14上，机械手13包括活动模组以及连接在活动模组一端的抓取组件，抓取组件包括固定件131、相机134、上料夹爪132以及下料夹爪133，固定件131包括固定板以及位于固定板周侧连接板，相机134设置在固定板的底端，相机134用于拍摄第一信标181，上料夹爪132和下料夹爪133与连接板连接，抓取组件在抓取待加工产品时，可以将抓取到的加工完毕的产品放置到上料台上，同时在将待加工产品进行上料时，可以同时抓取工装台18上加工完毕的产品，上下料效率高。

需要说明的是，活动模组可如图1根据据使用场景选择不同规格的机械臂类型的机器人，如五轴工业机器人、六轴工业机器人。或者还可以选用带旋转功能的XYZ多轴直线模组。

请参照图1，在本实施例中，多个待加工产品17放置在物料盘16上，在物料盘16上设置有用于定位待加工产品17的第二定位件，物料盘16上设置有第二信标。可以使用物料盘16将多个待加工产品17放置到上料台14上。可将物料盘16放置在上料台14上的设定位置，机械手13抓取待加工产品时先通过第二信标定位，然后再进行抓取，通过拍照定位来消除物料盘16在上料台14 上的位置误差。物料盘16需要经常取出放，因此物料盘13与机械手13的相对位置不固定，但物料盘13与待加工产品17的相对位置是固定的。此时可采用基于视觉的定位信标的方式进行定位抓取。

第一信标和第二信标的外部有一圈线框，内部可以是非对称的任意特征图形，从而能根据拍摄信标的图像判断方位。

在本实施例中，抓取组件和活动模组之间连接有六维力传感器135，检测物料在轴孔装配和拆卸时的作用力，根据力学原理计算出作用力与轴孔相对位姿之间的关系，从而调节机械臂上下料时的位姿偏差，进而实现待加工产品的柔顺装配。

另外，还可以在上料台14上设置有用于定位物料盘16的定位槽，从而定位物料盘16的位置。

其中，在本实施例中，上料台14上固定设置有固定定位条152、滑动设置有活动定位条151以及用于限制活动定位条151滑动的锁紧件1511，活动定位条151的滑动方向垂直于固定定位条152的延伸方向，固定定位条152和活动定位条151之间形成定位槽,从而通过调整活动定位条151的位置，可以对不同尺寸规格的物料盘16进行定位。

其中固定定位条152和活动定位条151的内侧均设置有用于限制物料盘16 上下活动的凸边(如固定定位条152上的凸边1521)，使得物料盘16不能上下活动。

定位槽的两端均设置有用于物料盘16滑入定位槽的开口，如图1中开口位于定位槽的前侧和背侧，方便物料盘16从不同的方位放置到定位槽内。固定定位条152和活动定位条151的中间位置均设置有定位块19，物料盘16的两侧中间位置均设置有用于与定位块19定位连接的定位孔162，使得不同规格的物料盘16都能定位设置在上料台14的中部位置。

具体的，固定定位条152和活动定位条151的中间位置均设置有容纳槽，定位块19通过弹性件1A滑动连接在容纳槽内，且弹性件1A挤压定位块19延出至外部以与定位孔162进行定位配合。

定位块19对向两个开口的两侧均设置有锁紧面191、以及连接在锁紧面191 远离容纳槽一端的受压斜面192。物料盘16的两端均设置有用于挤压受压斜面 192的挤压块161。以固定定位条152的延伸方向为长度方向，以定位块19的滑动方向为宽度方向，受压斜面192在宽度方向的投影宽度大于等于锁紧面191 的宽度，挤压块161的凸出尺寸大于等于受压斜面192的在长度方向的投影长度。

这样当物料盘16通过开口滑入定位槽内时，能先通过挤压块161挤压受压斜面192，使得定位块19向容纳槽内滑动，锁紧面191收纳至容纳槽内，然后物料盘16的侧边会进一步的挤压受压斜面192，使得定位块19完全收缩至容纳槽内，直到定位块19与定位孔162对位时，定位块19弹出并与定位孔162 卡接。且定位块19两侧均有锁紧面191和受压斜面192，使得物料盘16从两侧均能滑入定位槽内，操作方便。

还需要说明的是，其中定位孔162沿物料盘16的厚度方向贯穿，解锁时可透过定位孔挤压定位块19进行解锁。

在本实施例中，若待加工产品17为回转体，如图4，其不需要束绕Z轴和绕Z轴旋转的Rz方向的自由度，则第一定位件182和第二定位件为一个定位轴。若待加工产品17为非回转体，则第一定位件182和第二定位件为两个定位轴。

在本实施例中，固定件131与活动模组转动连接，固定件131的一端设置有上料夹爪132，相对的另一端设置有下料夹爪133，固定板与两端的连接板连接成工字状结构。

还可选的，固定件131与活动模组转动连接，固定件131相对的两端均设置有上料夹爪132，相对的另外两端均设置有下料夹爪133。

本实用新型的工作时，控制组件12根据上料需求信号控制移动底盘11移动到相应的工装台18的一侧，然后控制机械手13抓取物料盘16上的待加工产品17,抓取组件移动到工装台18的上方，由相机134获取第一信标181的图像，对第一信标181的图像进行图像处理可以得到第一信标181的坐标信息。由于第一定位件182与工装台18的相对位置固定，故经过相应的坐标转换后可以得到定位轴与机械臂17的位姿关系矩阵，进而可根据位姿关系控制机械手13运动，将待加工产品17于第一定位件182进行高精度的轴孔装配，即完成上料。

其中，若工装台18上具有加工完毕的产品时，下料夹爪133可同时抓取工装台18上加工完毕的产品以进行下料。

本优选实施例的上下料复合机器人将机械手设置在移动底盘上，并在机械手上设置相机，使其能在多个工装台之间进行移动上下料，设备利用率高，在机械手上设置六维力传感器，配合轴孔定位法进行主动调整柔顺装配，上下料稳定、精度高，且通过在抓取组件上同时设置上料夹爪和下料夹爪，能进一步提高上下料的效率。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种上下料复合机器人，其特征在于，包括：移动底盘、控制组件、机械手以及上料台，待加工产品定位放置在所述上料台上，所述上下料复合机器人用于将所述上料台上的待加工产品上料至工装台上；

其中，所述控制组件设置在所述移动底盘内部，所述移动底盘在所述工装台的周侧活动，所述工装台上设置有第一信标和用于定位待加工产品的第一定位件，所述机械手和所述上料台均设置在所述移动底盘上，所述机械手包括活动模组以及连接在所述活动模组一端的抓取组件，所述抓取组件包括固定件、相机、上料夹爪以及下料夹爪，所述固定件包括固定板以及位于所述固定板周侧连接板，所述相机设置在所述固定板的底端，所述相机用于拍摄所述第一信标，所述上料夹爪和下料夹爪与所述连接板连接。

2.根据权利要求1所述的上下料复合机器人，其特征在于，多个待加工产品放置在物料盘上，在所述物料盘上设置有用于定位待加工产品的第二定位件，所述物料盘上设置有第二信标。

3.根据权利要求1所述的上下料复合机器人，其特征在于，多个待加工产品放置在物料盘上，在所述物料盘上设置有用于定位待加工产品的第二定位件，在所述上料台上设置有用于定位所述物料盘的定位槽。

4.根据权利要求3所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述上料台上固定设置有固定定位条、滑动设置有活动定位条以及用于限制所述活动定位条滑动的锁紧件，所述活动定位条的滑动方向垂直于所述固定定位条的延伸方向，所述固定定位条和所述活动定位条之间形成所述定位槽。

5.根据权利要求4所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述定位槽的两端均设置有用于所述物料盘滑入所述定位槽的开口，所述固定定位条和所述活动定位条的中间位置均设置有定位块，所述物料盘的两侧中间位置均设置有用于与所述定位块定位连接的定位孔。

6.根据权利要求5所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述固定定位条和所述活动定位条的内侧均设置有用于限制所述物料盘上下活动的凸边，所述固定定位条和所述活动定位条的中间位置均设置有容纳槽，所述定位块通过弹性件滑动连接在所述容纳槽内，且所述弹性件挤压所述定位块延出至外部以与所述定位孔进行定位配合；

所述定位块对向两个所述开口的两侧均设置有锁紧面、以及连接在所述锁紧面远离所述容纳槽一端的受压斜面，所述物料盘的两端均设置有用于挤压所述受压斜面的挤压块，以所述固定定位条的延伸方向为长度方向，以所述定位块的滑动方向为宽度方向，所述受压斜面在宽度方向的投影宽度大于等于所述锁紧面的宽度，所述挤压块的凸出尺寸大于等于所述受压斜面的在所述长度方向的投影长度。

7.根据权利要求2所述的上下料复合机器人，其特征在于，若待加工产品为回转体，则所述第一定位件和所述第二定位件为一个定位轴，若待加工产品为非回转体，则所述第一定位件和所述第二定位件为两个定位轴。

8.根据权利要求1所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述固定件与所述活动模组转动连接，所述固定件的一端设置有所述上料夹爪，相对的另一端设置有下料夹爪。

9.根据权利要求1所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述固定件与所述活动模组转动连接，所述固定件相对的两端均设置有所述上料夹爪，相对的另外两端均设置有所述下料夹爪。

10.根据权利要求1所述的上下料复合机器人，其特征在于，所述抓取组件和所述活动模组之间连接有六维力传感器。

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